石油化工工艺学(本科)习题

1. 合成氨

1什么是间歇制气法？

2以煤为原料的半水煤气制备过程中，大多采用间歇法制气的原因是什么？如何才能使生产连续化？

3间歇式制取半水煤气一个工作循环要分为几个阶段？各阶段的作用及时间分配的原则是什么？

4气态烃蒸汽转化为什么要采用两段法？是如何操作的？

5在天然气蒸汽转化系统中，水碳比从3.5～4.0降至2.5，试分析一段炉可能出现的问题及其解决办法．6试分析烃类蒸汽转化过程中加压的原因和确定操作温度的依据。

7重油部分氧化法的实质是什么？

8已知一段转化炉进口气体组成为：

组成CH4C2H6C3H8C4H10C5H12其他

Mol% 81.18 7.31 3.37 1.12 0.45 6.57

一段转化炉处理气量为1165kmol/h（干气），催化剂装填量为15.2m3，试计算：一段转化炉的原料气空速、碳空速、理论氢空速。

9 对于放热可逆反应为什么存在一个最适宜操作温度？

10变换反应如何实现尽量接近最适宜温度曲线操作？变换炉段间降温方式和可用的介质有哪些？

11采用甲烷化法的先决条件是什么？

13 某小合成氨厂,每小时6840Nm3半水煤气,煤气中含硫化氢量为3g/ Nm3,现用氨水液相催化法脱硫,硫容取0.2g/L,脱硫率90%,试计算该厂的脱硫溶液循环量。（已知硫的分子量为32）

14已知半水煤气中ＣＯ30%，Ｏ20.5%，变换气中ＣＯ0.3%，试计算：

（1）变换炉需达到的变换率；

（2）半水煤气流量为11600 Nm3/h，需变换的ＣＯ负荷；

（3）离开变换系统的原料气量。

15试分析提高合成氨平衡氨含量的主要途径和氨合成过程最适宜温度的影响因素．

16某合成塔进气流量9×105Nm3/h，已知进塔气中NH3含量4.0%，出塔气中NH3含量16.23%，合成塔催化剂装填量90m3。试计算：（1）空间速度（2）催化剂生产强度（3）合成塔产氨速率（4）氨净值。

17 画出由天然气和煤炭为原料制半水煤气的流程方框图。

2. 化肥

1 尿素的分子式和主要用途？

2 尿素生产的方法有哪些？主要采用什么方法？

3 尿素合成反应机理是什么？控制步骤是什么？

4 采用减压加热法或气提法分离未转化物的原理是什么？

5 尿液蒸发的原理是什么？

6 常见的尿素结晶或造粒方法有哪些？

7 硝铵结块的原因是什么，如何防止？

8 硝铵的生产方法有哪些？写出其反应式。

9 中和法硝铵生产可分为哪几种方法？

10 什么是湿法磷酸？生产方法有哪几种？

11 什么是酸法磷肥？主要有哪些品种？

12 熟悉黄磷的生产流程及热法磷酸的主要生产方法。

13 复合肥料、复混肥料和掺混肥料有什么异同点？其养分含量如何表示？

14 复混肥料的成粒方法有哪几种？

15写出钾石盐、光卤石的主要成分。

16 钾石盐制氯化钾主要有哪些方法？其原理是什么？

17光卤石生产氯化钾的原理是什么？主要有几种方法？有何区别？

18 试述复分解法生产硫酸钾的基本原理。

19 试述明矾石生产硫酸钾的两种方法。

3. 硫酸和硝酸

1硫铁矿焙烧速度及影响焙烧速度的因素有哪些？

2炉气中的有害杂质有哪些？如何除去？

3在＂文－泡－文＂净化流程中，第一文丘里与第二文丘里的作用有何区别？泡沫塔的作用是什么？

4二氧化硫炉气用什么作干燥剂？干燥的原理是什么？如何选择干燥工艺条件？

5二氧化硫氧化的催化剂主要成分是什么？钒催化剂与常规催化剂相比，最大的不同表现在那里？

6 SO2氧化成SO3时，为什么会存在最佳温度？

7 请绘出段间分别采取SO2炉气冷激、间接冷却、空气冷激的SO2催化氧化四段转化反应器流程示意图及反应过程的t-x（温度-转化率）关系示意图。

8 发烟硫酸、不同形式的发烟硫酸浓度之间的换算；硫酸生产的流程方框图。为什么不能直接用水吸收SO3生产硫酸。

9 SO2的多段氧化氮一次吸收和多次吸收的区别及对应的T-x图；

10二氧化硫氧化反应五氧化二钒催化剂在某温度范围内反应温度与反应速度常数的关系如图所示，其中，K2O／V2O5的比值及转化率为3>2>1，请解释实验结果和反常现象。

硝酸

1氨氧化反应的主反应式？氨氧化反应在没有催化剂的情况下最终产物是什么？为什么？

2非铂催化反应与铂催化反应相比，优缺点如何？

3影响氨－空气混合物爆炸极限的因素有那些？其影响如何？

4为什么ＮＯ氧化反应速度常数不符合阿累尼乌斯定律？

5简述常压法、加压法和综合法生产稀硝酸工艺流程，并对各法进行比较。

6氮氧化物尾气处理有哪些方法？请比较这些方法的优缺点．

7 常压下氨氧化的操作温度通常为多少？若采取加压操作，温度如何调整？

8 写出水吸收N2O生产硝酸的反应方程式。

9 NO氧化成NO2的反应速度方程式，实验证明可写成：

r（NO2）＝kp2(NO)p(O2)

式中，k为反应速度常数。有趣的是，该反应速度常数与温度的关系异乎寻常，它是随着温度的上升而减小，不符合阿累尼乌斯定律。此种反常现象，曾吸引许多学者的关注和研究，而各自的理论解释也颇不相同。但人们认为前苏联学者古兹和马林的理论观点是比较合乎情理的。这个理论认为，NO氧化除了在气相中进行外，更主要是在气液相界面和液相中进行的，其步骤有：

（1）在相界面上，NO以很快的速度迭合成（NO）2

2NO==（NO）2

（2）在气液相界面及液相中，（NO）2与O2作用

NO）2＋O2＝N2O4

（NO）2＋O2==2NO2

（3）当气液相界面积很大时，可能生成络合分子：

NO＋O2==NO·O2

NO·O2＋NO==2NO2

第（1）步反应很快，瞬间可达平衡，第（2）步反应为最慢，是决定总速度的控制步骤，试解释这种反常现象的原因；在这种情况下，活化能是大于0还是小于0？解释其合理性。

4. 纯碱和烧碱

1纯碱有哪些工业生产方法？其工艺过程有何异同？

2饱和食盐水为什么要精制？怎样进行精制？工业生产中精制饱和盐水主要采用哪种方法？为什么？

3 氨盐水碳酸化过程的特点是什么？氨盐水酸化的反应机理是什么？

4 钠利用率、氨利用率分别指什么？如何计算？

5 碳化度指什么？如何计算取出液的碳化度？